Serial Block-Face Scanning Elektronenmikroskop

• Fachliche Zuordnung: Medizin
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 582011817

Das beantragte Gerät ist ein hochauflösendes Rasterelektronenmikroskop mit integrierter Serienblockschnitt-Technologie (Serial Block-Face Scanning Elektronenmikroskop). Es soll zur dreidimensionalen Rekonstruktion biologischer Proben im Nanometerbereich eingesetzt werden. Dabei wird das Gewebe schichtweise direkt im Mikroskop geschnitten und jede neu freigelegte Oberfläche abgebildet. Auf diese Weise werden Bildstapel erzeugt, aus denen detailreiche 3D-Datensätze generiert werden, die komplexe Gewebestrukturen, Organellen und Nanopartikel in ihrem räumlichen Zusammenhang darstellen. Das System schließt die methodische Lücke zwischen großvolumigen, niedrigaufgelösten 3D-Bildgebungsverfahren, beispielsweise der Röntgenmikroskopie, und hochaufgelösten, volumenlimitierten Methoden wie der fokussierten Ionenstrahl-Rasterelektronenmikroskopie und der Elektronentomographie im Transmissionselektronenmikroskop. Der Einsatz des Geräts ist in mehreren zentralen Forschungsfeldern der Universitätsmedizin vorgesehen. In den Neurowissenschaften sollen ultrastrukturelle Analysen von Synapsen, Myelinscheiden und Organellen durchgeführt werden, um Veränderungen neuronaler Netzwerke bei neurodegenerativen und entzündlichen Erkrankungen im räumlichen Kontext zu erfassen. In der dermatologischen Forschung ist die Anwendung zur Untersuchung von Wundheilungsprozessen, Hauttumoren sowie der Interaktion von Nanopartikeln und innovativen Wundauflagen mit Hautgewebe geplant. Dabei sollen Tumorarchitektur und Gewebeveränderungen nach experimentellen Therapien quantitativ ausgewertet werden. In der Biomedizintechnik ist vorgesehen, Zellen in 3D-Kulturen, Sphäroiden und auf biofunktionalisierten Trägermaterialien volumetrisch zu analysieren, um Prozesse der Gewebeintegration und Matrixmineralisation zu charakterisieren und mit Elementanalysen zu korrelieren. Ein weiterer Anwendungsschwerpunkt liegt in der ophthalmologischen Forschung, in der die Hornhaut als Modellgewebe dient. Durch die Kombination von Serial Block-Face Scanning Elektronenmikroskopie mit konfokaler Laserscanning-Mikroskopie und optischer Kohärenztomographie soll die Mikroarchitektur der Kornea – einschließlich Kollagenfasern, Keratozyten und des subbasalen Nervenplexus – auf höchstem Detailniveau dargestellt und funktionell zugeordnet werden. Das Gerät ergänzt die bestehende Infrastruktur, ersetzt das derzeit eingesetzte Rasterelektronenmikroskop und gewährleistet interfakultär den Fortbestand zentraler elektronenmikroskopischer Anwendungen. Es wird erwartet, dass das System wesentlich dazu beiträgt, biologische Prozesse über mehrere Skalenebenen hinweg integrativ zu erfassen, Pathomechanismen präziser zu verstehen, innovative Therapien zu evaluieren und die translationale Forschung am Standort langfristig zu stärken.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Serial Block-Face Scanning Elektronenmikroskop
• Gerätegruppe: 5120 Rasterelektronenmikroskope (REM)
• Antragstellende Institution: Universität Rostock
• Leiter: Professor Dr. Markus Kipp